Программное средство для расчетов прочностных и теплофизических характеристик полномасштабных и экспериментальных твэлов ядерных энергетических и исследовательских реакторов (СТАРТ-4А)

СТАРТ-4А - специализированное программное средство для расчетов прочностных и теплофизических характеристик твэлов (тепловыделяющих элементов) ядерных энергетических и исследовательских реакторов, разработанное Высокотехнологическим научно-исследовательским институтом неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара. Обеспечивает численное моделирование процессов, происходящих в твэлах, анализ прочности конструкций, расчет теплового и напряженно-деформированного состояния. Используется для проектирования, анализа надежности и оптимизации конструкций твэлов.

Альтернативные названия:

• СТАРТ-4А

Основные возможности:

• Расчет теплофизических параметров - температура, теплопроводность
• Расчет прочностных параметров - напряжения, деформации
• Расчет радиационного распухания - изменение размеров
• Расчет газообразования - образование газов
• Расчет механического взаимодействия - силы между компонентами
• Расчет коррозионного разрушения - ржавчина
• Управление граничными условиями - внешние воздействия
• Анализ результатов расчета - обработка данных
• Визуализация результатов - графики, карты
• Экспорт результатов - сохранение

Функции расчета теплофизических параметров:

• Решение уравнения теплопроводности - распределение температуры
• Управление теплоемкостью материала - способность накапливать тепло
• Управление теплопроводностью материала - способность проводить тепло
• Управление источниками тепла - деление ядер
• Управление граничными условиями температуры - поверхность
• Расчет температурного поля - распределение

Функции расчета прочностных параметров:

• Решение уравнений упругости - деформирование
• Управление модулем упругости - жесткость
• Управление пределом текучести - максимум без деформации
• Управление пределом прочности - максимум перед разрушением
• Расчет напряженного состояния - распределение напряжений
• Расчет деформированного состояния - распределение деформаций
• Анализ концентрации напряжений - местное усиление

Функции расчета радиационного распухания:

• Расчет изменения объема - насколько увеличится
• Расчет изменения линейных размеров - удлинение
• Управление дозой облучения - воздействие
• Управление температурой облучения - условия
• Управление типом материала - сталь, оксиды
• Анализ анизотропности распухания - неравномерность

Функции расчета газообразования:

• Расчет выхода газов - количество
• Управление давлением газа - напряжение в газе
• Управление выпуском газов - какие газы выходят
• Управление скоростью газовыделения - как быстро
• Анализ влияния газов на давление - усилие на стенки

Функции расчета механического взаимодействия:

• Контакт таблетки с оболочкой - взаимодействие компонентов
• Расчет контактного давления - сила прижатия
• Расчет зазоров - расстояние между частями
• Управление фрикционным контактом - трение
• Анализ механического взаимодействия - силы между компонентами

Функции расчета коррозионного разрушения:

• Расчет скорости окисления - коррозия
• Расчет толщины окислительного слоя - ржавчина
• Управление температурой коррозии - при какой температуре
• Управление средой коррозии - вода, воздух
• Анализ влияния коррозии на прочность - ослабление

Функции управления граничными условиями:

• Управление температурой на поверхности - задание границы
• Управление тепловым потоком - количество тепла
• Управление коэффициентом теплоотдачи - эффективность передачи
• Управление внешним давлением - давление окружающей среды
• Управление внешней силой - приложенная нагрузка
• Управление ограничениями перемещения - закрепление

Функции анализа результатов расчета:

• Расчет максимальных значений - пики
• Расчет средних значений - среднее
• Расчет интегральных характеристик - суммарные значения
• Сравнение с допускаемыми значениями - проверка норм
• Анализ чувствительности - как меняется при изменениях
• Определение критических зон - опасные места

Функции визуализации результатов:

• Построение графиков температуры - распределение
• Построение полей напряжений - цветная карта
• Построение полей деформаций - изменения формы
• Построение полей давления газа - внутреннее давление
• Построение 3D моделей - трёхмерная визуализация
• Анимация процесса - движущиеся результаты
• Управление масштабом отображения - приближение/отдаление

Функции экспорта результатов:

• Экспорт в PDF - документ
• Экспорт в Excel - таблицы
• Экспорт в CSV - текстовые данные
• Экспорт в MATLAB - для дальнейшего анализа
• Экспорт в базу данных - хранилище
• Управление форматом экспорта - выбор типа

Применение:

• Проектирование твэлов
• Анализ надежности
• Оптимизация конструкции
• Оценка характеристик
• Расчет прочности
• Теоретические исследования
• Экспериментальные исследования - сравнение с опытом

Объекты моделирования:

• Твэлы энергетических реакторов
• Твэлы исследовательских реакторов
• Экспериментальные твэлы
• Полномасштабные конструкции

Интеграции:

• CAD системы
• FEA системы (ANSYS, Abaqus)
• Системы управления базами данных
• Облачные платформы

Технические характеристики:

• Тип ПО - программное средство для инженерных расчетов
• Развертывание - локальное, облачное
• Архитектура - модульная
• Доступ - десктопное приложение
• Производительность - оптимизирована для больших объемов вычислений
• Надежность - высокая точность расчетов
• Безопасность - контроль доступа
• Интеграции - импорт/экспорт данных

Компоненты системы:

• Модуль теплофизических расчетов - тепло
• Модуль прочностных расчетов - механика
• Модуль радиационных эффектов - облучение
• Модуль газообразования - газы
• Модуль коррозии - разрушение
• Модуль контактного взаимодействия - механический контакт
• Модуль визуализации - отображение

Методы расчета:

• Метод конечных элементов (FEM)
• Методы конечных разностей
• Численные методы интегрирования
• Итерационные методы решения систем

Функции администратора:

• Управление лицензиями - права на использование
• Управление пользователями - создание учетных записей
• Управление проектами - организация расчетов
• Управление входными данными - база параметров
• Резервное копирование - сохранение

Основные расчеты:

• Распределение температуры в твэле
• Распределение напряжений в конструкции
• Деформирование под нагрузками
• Накопление повреждений
• Влияние облучения на материалы
• Газоснабжение твэла

Типы пользователей:

• Инженеры-конструкторы - проектирование
• Расчетчики - выполнение расчетов
• Исследователи - научные разработки
• Аналитики - анализ результатов

Стандарты и соответствие:

• Разработка - на основе научных исследований
• Регистрация - свидетельство Роспатент
• Назначение - информационная система специфического назначения
• Применение - ядерная энергетика

Правовые аспекты:

• Разработчик - АО "ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ИМЕНИ АКАДЕМИКА А.А. БОЧВАРА"
• Регистрация - свидетельство Роспатент о государственной регистрации программы
• Назначение - информационная система для решения специфических отраслевых задач
• Применение - расчеты параметров твэлов ядерных реакторов